Einsatz von mobilen Geräten im Physikunterricht ohne zusätzliche Kosten

Einsatz von mobilen Geräten im Physikunterricht ohne zusätzliche Kosten
13
Nov

Welche Möglichkeiten gibt es, mobile Geräte als Messinstrumente ohne großen Aufwand und ohne zusätzliche Kosten im Physikunterricht zu verwenden?

Der Einsatz von Smartphones und Tablets im Physikunterricht nimmt seit einigen Jahren immer mehr zu. Allerdings werden die Geräte in den meisten Fällen – wie in den anderen Unterrichtsfächern auch – lediglich zur Internetrecherche und zur Dokumentation mittels der Kamera- bzw. Videofunktion verwendet.

Im Fach Physik kann der Einsatz der mobilen Endgeräte weitaus effektiver erfolgen. Die Smartphones und Tablets können weitgehend den Computer als Messwerteerfassungssysteme im Physikunterricht der Sekundarstufen 1 und 2 ersetzen, indem die verbauten Sensoren (insbesondere Beschleunigungssensoren, Gyroskop, Mikrofon, Kamera, Magnetfeldsensor, GPS-Empfänger) als Mess- und Experimentiermittel zur Durchführung quantitativer Schulversuche genutzt werden.

Neben den immensen Kosteneinsparungen besteht der Vorteil für den Lehrer in der einfachen Handhabung. Ohne technische Herausforderungen können dynamische Messungen, also kontinuierliche Messungen in Abhängigkeit von der Zeit oder einer anderen Größe, sofort durchgeführt werden. Die Ergebnisse können live über den Beamer projiziert werden. Da nicht nur Einzelmesswerte angezeigt werden, können die Schüler den Verlauf des Grafen interpretieren und somit Rückschlüsse ziehen bzw. Vorhersagen treffen.

Aufgrund des einfachen Versuchsaufbaus (kein Messwertverstärker notwendig) werden die Schüler nicht von einer komplizierten Messtechnik abgelenkt und können sich so auf den eigentlichen Versuch konzentrieren.

Da heutzutage nahezu jeder Schüler ein Smartphone besitzt, verfügen sie auch über ein vollständiges Messwerterfassungssystem, mit Sensoren, dem Interface und der Auswerteelektronik in einem einzigen Gerät in der Größe einer Zigarettenschachtel.

Erstmals sind die Schüler so in der Lage, mit ihren eigenen Geräten selbstständig Experimente durchzuführen und die Messdaten auszuwerten. Denkbar ist deshalb auch, Schülerexperimente als Heimversuch aufzugeben, die dann z.B. in Form eines Erklärvideos vor der Klasse präsentiert werden.

Für die meisten Anwendungen stehen kostenlose Apps zur Verfügung, weshalb für Lehrer und Schüler keine zusätzlichen Ausgaben notwendig sind.

Im Zeitalter von WhatsApp hat die Schule sicherlich auch die Aufgabe, ihren Schülern Medienkompetenz zu vermitteln. Ein wichtiger Aspekt ist dabei, den Jugendlichen aufzuzeigen, dass das Smartphone nicht nur zur Kommunikation und Unterhaltung eingesetzt werden kann. Der Einsatz im Physikunterricht deckt genau diesen Punkt ab.

Über den Talk

Im Talk lernen die Teilnehmer anhand konkreter Unterrichtsbeispiele, wie man die internen Sensoren des Smartphones/Tablets für die Messungen verschiedener Größen einsetzen kann. Es werden mehrere Versuche vorgeführt, die auch von Schülern ohne zusätzliche Kosten durchgeführt werden können. Bei der Auswahl der Anwendungen wird besonders viel Wert darauf gelegt, dass der Einsatz der mobilen Geräte auch einen signifikanten Mehrwert darstellt. Neben der Kostenersparnis spielen vor allem Arbeitserleichterung und didaktische Aspekte, wie z. B. Anschaulichkeit und selbstständiges Arbeiten, eine wichtige Rolle.

Die Teilnehmer haben die Möglichkeit die Experimente vor Ort zu testen. In einer abschließenden Gesprächsrunde werden dann Fragen zum methodischen Einsatz von mobilen Geräten beantwortet. Zudem erhalten die Teilnehmer bei Bedarf Tipps zur technischen Umsetzung.

Für den Workshop sollten vorab folgende kostenlose Apps auf das eigene mobile Gerät installiert werden:

SystemVideoanalyseVideoanalyseMesswerterfassungExperimente mit internen Sensoren
ios (Apple)VianaSparkvuephyphox
AndroidVidAnalysisSparkvuephyphox

Über den Dozenten

Scharaf Girges war von 1995 bis 2004 als Abteilungsleiter bei der EADS (Airbus) beschäftigt. Weil er neue Herausforderungen suchte, wechselte er als Quereinsteiger in den Lehrerberuf. An der Realschule Bad Tölz unterrichtet er die Fächer Mathematik, Physik und Informatik. Seine Erfahrungen aus der Industrie konnte er von Anfang an gewinnbringend in das Schulsystem einbringen. Seit 2011 ist er Beratungsrektor für die Systembetreuung. Er hat seine Schule innerhalb der letzten drei Jahre eigenständig „digitalisiert“:

  • Flächendeckendes WLAN,
  • schuleigene Cloud,
  • Office365 für alle Lehrer und Schüler,
  • Einführung und Umsetzung von iPad-Klassen,
  • BYOD,
  • mdm-System,
  • Erstellung einer eigenen Schulapp

sind nur einige Neuerungen die Scharaf Girges eingeführt hat. Er zeichnet zudem verantwortlich für das MINT-Projekt an seiner Schule. Seit mehr als fünf Jahren gibt er als Moderator der Veranstaltungsreihe DELTAplus Physik (ehemals SINUS bzw. Fibonacci) regelmäßig Physik-Fortbildungen. Seit diesem Jahr ist er in der Funktion als Apple Distinguished Educator ADE tätig.

Links

Webseite der Realschule Bad Tölz: www.rsbadtoelz.de

Webseite DELTAplus: https://www.isb.bayern.de/schulartuebergreifendes/faecherspezifische-themen/mint/deltaplus/